JP3351119B2 - 圧電共振子の製造方法 - Google Patents
圧電共振子の製造方法Info
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- JP3351119B2 JP3351119B2 JP21608994A JP21608994A JP3351119B2 JP 3351119 B2 JP3351119 B2 JP 3351119B2 JP 21608994 A JP21608994 A JP 21608994A JP 21608994 A JP21608994 A JP 21608994A JP 3351119 B2 JP3351119 B2 JP 3351119B2
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- piezoelectric substrate
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- laser beam
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- piezoelectric
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電共振子、特に発振
回路やフィルタ回路等に使用される圧電共振子の製造方
法に関する。
回路やフィルタ回路等に使用される圧電共振子の製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術と課題】ＭＨｚ帯域で使用される圧電共振
子のうち、厚み振動モードで振動する圧電共振子は圧電
体基板の板厚を薄くする必要がある。そこで、圧電共振
子の機械的強度を十分なものにするべく、振動電極を設
ける部分及びその近傍のみを薄くした構造が採用されて
いる。
子のうち、厚み振動モードで振動する圧電共振子は圧電
体基板の板厚を薄くする必要がある。そこで、圧電共振
子の機械的強度を十分なものにするべく、振動電極を設
ける部分及びその近傍のみを薄くした構造が採用されて
いる。
【０００３】通常、このような板厚の異なる圧電体基板
を製作する場合、エッチング法が採られる。エッチング
法は、所定の部分をレジスト膜にて被覆した圧電体基板
をエッチング液に浸漬し、レジスト膜から露出した部分
のみをエッチングしてその部分の板厚を薄くする方法で
ある。ところが、この方法はエッチング量のコントロー
ルが困難であり、部分的に板厚の薄い圧電体基板を精度
良く製作することがむずかしかった。特に、ＰＺＴ等の
セラミックス多結晶材料からなる圧電体基板の場合に
は、圧電体基板自体がエッチング液に浸され圧電特性が
劣化するという問題もあった。
を製作する場合、エッチング法が採られる。エッチング
法は、所定の部分をレジスト膜にて被覆した圧電体基板
をエッチング液に浸漬し、レジスト膜から露出した部分
のみをエッチングしてその部分の板厚を薄くする方法で
ある。ところが、この方法はエッチング量のコントロー
ルが困難であり、部分的に板厚の薄い圧電体基板を精度
良く製作することがむずかしかった。特に、ＰＺＴ等の
セラミックス多結晶材料からなる圧電体基板の場合に
は、圧電体基板自体がエッチング液に浸され圧電特性が
劣化するという問題もあった。
【０００４】そこで、本発明の課題は、圧電体基板に板
厚の薄い部分を寸法精度良く形成することができる圧電
共振子の製造方法を提供することにある。
厚の薄い部分を寸法精度良く形成することができる圧電
共振子の製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段と作用】以上の課題を解決
するため、本発明に係る圧電共振子の製造方法は、 （ａ）圧電体基板に加工用レーザビームを照射し、所定
の部分をラッピングしてこの部分の板厚を薄くする工程
と、 （ｂ）前記圧電体基板の所定の部分に板厚測定用レーザ
ビームを照射し、前記所定の部分から反射した板厚測定
用レーザビームを検出して圧電体基板の板厚を測定する
工程と、 （ｃ）前記板厚を測定する工程で得られた測定データに
基づいて加工データを作成し、前記圧電体基板に加工用
レーザビームを照射し、所定の部分をラッピングして、
所望の板厚寸法に仕上げる工程と、 （ｄ） 前記圧電体基板の板厚が薄い部分の表裏面に振動
電極を設ける工程と、を備えたことを特徴とする。ここ
に、加工用レーザビームでラッピングするとは、加工用
レーザビームのエネルギーによって圧電体基板の所定の
部分を溶解又はエッチング又は分解することを意味す
る。
するため、本発明に係る圧電共振子の製造方法は、 （ａ）圧電体基板に加工用レーザビームを照射し、所定
の部分をラッピングしてこの部分の板厚を薄くする工程
と、 （ｂ）前記圧電体基板の所定の部分に板厚測定用レーザ
ビームを照射し、前記所定の部分から反射した板厚測定
用レーザビームを検出して圧電体基板の板厚を測定する
工程と、 （ｃ）前記板厚を測定する工程で得られた測定データに
基づいて加工データを作成し、前記圧電体基板に加工用
レーザビームを照射し、所定の部分をラッピングして、
所望の板厚寸法に仕上げる工程と、 （ｄ） 前記圧電体基板の板厚が薄い部分の表裏面に振動
電極を設ける工程と、を備えたことを特徴とする。ここ
に、加工用レーザビームでラッピングするとは、加工用
レーザビームのエネルギーによって圧電体基板の所定の
部分を溶解又はエッチング又は分解することを意味す
る。
【０００６】以上の方法により、加工用レーザビームは
その強度や照射時間を電気的に精度良くコントロールさ
れ、部分的に板厚の薄い圧電体基板が精度良く製作され
る。そして、レーザビームは圧電体基板に機械的ストレ
スを加えることなく、ラッピング加工を行なう。また、
圧電体基板から反射した板厚測定用レーザビームを検出
して圧電体基板の板厚を確認しつつ、ラッピング加工を
行うため、効率良く板厚の薄い部分を形成することがで
きる。
その強度や照射時間を電気的に精度良くコントロールさ
れ、部分的に板厚の薄い圧電体基板が精度良く製作され
る。そして、レーザビームは圧電体基板に機械的ストレ
スを加えることなく、ラッピング加工を行なう。また、
圧電体基板から反射した板厚測定用レーザビームを検出
して圧電体基板の板厚を確認しつつ、ラッピング加工を
行うため、効率良く板厚の薄い部分を形成することがで
きる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明に係る圧電共振子の製造方法の
一実施例について添付図面を参照して説明する。本実施
例では単品状態で製造した場合について説明するが、複
数の圧電共振子を備えたマザー基板を利用して量産に適
した方法で製造してもよいことは言うまでもない。
一実施例について添付図面を参照して説明する。本実施
例では単品状態で製造した場合について説明するが、複
数の圧電共振子を備えたマザー基板を利用して量産に適
した方法で製造してもよいことは言うまでもない。
【０００８】図１に示すように、圧電体基板１の所定の
部分、すなわち、後述の振動電極３，４が設けられる部
分及びその近傍部分を加工用レーザビームＬ１にて掃引
する。圧電体基板１の材料としては、ＰＺＴ等のセラミ
ックス多結晶材料や水晶、ＬｉＴａＯ3等の単結晶材料
が使用される。加工用レーザとしては、Ｈｅ−Ｎｅレー
ザ、ＣＯ2レーザ、Ａｒイオンレーザ、Ｋｒイオンレー
ザ、Ｘｅレーザ、エキシマレーザ等のガスレーザ、ある
いはルビーレーザ、ＹＡＧレーザ等の固体レーザが使用
される。加工用レーザビームＬ１にて掃引された部分
は、機械的ストレスなくラッピングされる。すなわち、
その部分は溶融又はエッチング又は分解されて板厚が薄
くなる。そして、図２に示すように圧電体基板１に凹部
２が形成される。
部分、すなわち、後述の振動電極３，４が設けられる部
分及びその近傍部分を加工用レーザビームＬ１にて掃引
する。圧電体基板１の材料としては、ＰＺＴ等のセラミ
ックス多結晶材料や水晶、ＬｉＴａＯ3等の単結晶材料
が使用される。加工用レーザとしては、Ｈｅ−Ｎｅレー
ザ、ＣＯ2レーザ、Ａｒイオンレーザ、Ｋｒイオンレー
ザ、Ｘｅレーザ、エキシマレーザ等のガスレーザ、ある
いはルビーレーザ、ＹＡＧレーザ等の固体レーザが使用
される。加工用レーザビームＬ１にて掃引された部分
は、機械的ストレスなくラッピングされる。すなわち、
その部分は溶融又はエッチング又は分解されて板厚が薄
くなる。そして、図２に示すように圧電体基板１に凹部
２が形成される。
【０００９】加工用レーザビームＬ１は複数種類のもの
を組み合わせてもよい。例えば、エネルギーが大きいＣ
Ｏ2レーザで圧電体基板を加工して加工面に熱変性層が
形成された場合、熱変性層が殆んど形成されないエキシ
マレーザで粗加工面の熱変性層を溶融、分解して除去す
る方法を採用してもよい。あるいは、ＫＯＨ水溶液や純
水中又はＣｌ2ガスやＨＣｌガス中にセットされた圧電
体基板にＹＡＧレーザ又はＣＯ2レーザのビームを照射
し、圧電体基板の所定の部分をエッチングして薄くする
方法（レーザアシストエッチング法）を採用してもよ
い。
を組み合わせてもよい。例えば、エネルギーが大きいＣ
Ｏ2レーザで圧電体基板を加工して加工面に熱変性層が
形成された場合、熱変性層が殆んど形成されないエキシ
マレーザで粗加工面の熱変性層を溶融、分解して除去す
る方法を採用してもよい。あるいは、ＫＯＨ水溶液や純
水中又はＣｌ2ガスやＨＣｌガス中にセットされた圧電
体基板にＹＡＧレーザ又はＣＯ2レーザのビームを照射
し、圧電体基板の所定の部分をエッチングして薄くする
方法（レーザアシストエッチング法）を採用してもよ
い。
【００１０】次に、図３に示すように、板厚測定用レー
ザビームＬ２を凹部２に照射し、反射して戻ったビーム
Ｌ２を検出して凹部２の板厚を測定する。板厚測定用レ
ーザとしては、前記加工用レーザのビーム強度を弱める
ことによって加工用レーザを兼用してもよいし、別にエ
ネルギーの極めて小さい半導体レーザ、例えばＧａＡｓ
レーザを設けてもよい。
ザビームＬ２を凹部２に照射し、反射して戻ったビーム
Ｌ２を検出して凹部２の板厚を測定する。板厚測定用レ
ーザとしては、前記加工用レーザのビーム強度を弱める
ことによって加工用レーザを兼用してもよいし、別にエ
ネルギーの極めて小さい半導体レーザ、例えばＧａＡｓ
レーザを設けてもよい。
【００１１】凹部２の板厚が所望の寸法より大きけれ
ば、この測定データに基づいて、加工用レーザビームＬ
１の照射時間、強度、掃引スピード（さらに、加工用レ
ーザビームＬ１がパルス状のものである場合はパルス周
波数）等を調整する加工データを作る。そして、この作
った加工データに基づいて加工用レーザビームＬ１にて
凹部２をラッピングする。加工用レーザビームＬ１の照
射時間や強度パルス周波数掃引スピード等は電気的に精
度良くコントロールできるので、凹部２の仕上がり寸法
は極めて精度が良くなる。また、圧電体基板１の凹部２
の板厚をリアルタイムに確認しつつ、ラッピング加工を
行なうため、効率良く圧電体基板１の加工が行なわれ
る。
ば、この測定データに基づいて、加工用レーザビームＬ
１の照射時間、強度、掃引スピード（さらに、加工用レ
ーザビームＬ１がパルス状のものである場合はパルス周
波数）等を調整する加工データを作る。そして、この作
った加工データに基づいて加工用レーザビームＬ１にて
凹部２をラッピングする。加工用レーザビームＬ１の照
射時間や強度パルス周波数掃引スピード等は電気的に精
度良くコントロールできるので、凹部２の仕上がり寸法
は極めて精度が良くなる。また、圧電体基板１の凹部２
の板厚をリアルタイムに確認しつつ、ラッピング加工を
行なうため、効率良く圧電体基板１の加工が行なわれ
る。
【００１２】こうして、レーザビームＬ１，Ｌ２による
加工、測定を繰り返して所望の板厚寸法に仕上げた圧電
体基板１の表裏面に、図４に示すように、振動電極３，
４を設ける。振動電極３はその一部を延在して圧電体基
板１の右縁部に設けた引出し電極５に電気的に接続して
いる。振動電極４はその一部が延在して圧電体基板１の
左縁部に設けた引出し電極６に電気的に接続している。
これらの電極３〜６はＡｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｐｄ及
びその合金等のスパッタリング、蒸着、めっき、スプレ
ー等の手段にて形成される。こうして得られた圧電共振
子８は厚み振動モードで振動し、その共振周波数はＭＨ
ｚ帯域にある。
加工、測定を繰り返して所望の板厚寸法に仕上げた圧電
体基板１の表裏面に、図４に示すように、振動電極３，
４を設ける。振動電極３はその一部を延在して圧電体基
板１の右縁部に設けた引出し電極５に電気的に接続して
いる。振動電極４はその一部が延在して圧電体基板１の
左縁部に設けた引出し電極６に電気的に接続している。
これらの電極３〜６はＡｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｐｄ及
びその合金等のスパッタリング、蒸着、めっき、スプレ
ー等の手段にて形成される。こうして得られた圧電共振
子８は厚み振動モードで振動し、その共振周波数はＭＨ
ｚ帯域にある。
【００１３】なお、本発明に係る圧電共振子の製造方法
は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲
内で種々に変形することができる。板厚の薄い部分は平
面である必要はなく、凹凸のある複雑な面を構成してい
てもよい。この場合、レーザビームの照射時間や強度を
調整することにより凹凸のある面を形成することができ
る。また、スポット状に加工する場合は、前記実施例の
ように、加工用及び測定用レーザビームを掃引せず、そ
のポイントのみを加工、測定する。
は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲
内で種々に変形することができる。板厚の薄い部分は平
面である必要はなく、凹凸のある複雑な面を構成してい
てもよい。この場合、レーザビームの照射時間や強度を
調整することにより凹凸のある面を形成することができ
る。また、スポット状に加工する場合は、前記実施例の
ように、加工用及び測定用レーザビームを掃引せず、そ
のポイントのみを加工、測定する。
【００１４】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、板厚測定用レーザビームを圧電体基板に照射し
て所定の部分の板厚を測定して確認しつつ、加工用レー
ザビームをこの所定の部分に照射してラッピングして薄
くしたので、圧電体基板に板厚の薄い部分を寸法精度良
くかつ効率良く形成することができる。
よれば、板厚測定用レーザビームを圧電体基板に照射し
て所定の部分の板厚を測定して確認しつつ、加工用レー
ザビームをこの所定の部分に照射してラッピングして薄
くしたので、圧電体基板に板厚の薄い部分を寸法精度良
くかつ効率良く形成することができる。
【図１】本発明に係る圧電共振子の製造方法の一実施例
を示す斜視図。
を示す斜視図。
【図２】加工用レーザビームを説明するための断面図。
【図３】測定用レーザビームを説明するための断面図。
【図４】圧電共振子の外観を示す斜視図。
１…圧電体基板 ２…凹部 ３，４…振動電極 ８…圧電共振子 Ｌ１…加工用レーザビーム Ｌ２…板厚測定用レーザビーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03H 3/00 - 3/04 H01L 41/22
Claims (1)
- 【請求項１】 圧電体基板に加工用レーザビームを照射
し、所定の部分をラッピングしてこの部分の板厚を薄く
する工程と、 前記圧電体基板の所定の部分に板厚測定用レーザビーム
を照射し、前記所定の部分から反射した板厚測定用レー
ザビームを検出して圧電体基板の板厚を測定する工程
と、前記板厚を測定する工程で得られた測定データに基づい
て加工データを作成し、前記圧電体基板に加工用レーザ
ビームを照射し、所定の部分をラッピングして、所望の
板厚寸法に仕上げる工程と、 前記圧電体基板の板厚が薄い部分の表裏面に振動電極を
設ける工程と、 を備えたことを特徴とする圧電共振子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21608994A JP3351119B2 (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 圧電共振子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21608994A JP3351119B2 (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 圧電共振子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0884040A JPH0884040A (ja) | 1996-03-26 |
| JP3351119B2 true JP3351119B2 (ja) | 2002-11-25 |
Family
ID=16683081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21608994A Expired - Lifetime JP3351119B2 (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 圧電共振子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3351119B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4075893B2 (ja) | 2004-05-21 | 2008-04-16 | セイコーエプソン株式会社 | 水晶振動子の製造方法、その装置及び水晶振動子 |
| JP2010034712A (ja) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Citizen Finetech Miyota Co Ltd | 水晶片の製造方法 |
-
1994
- 1994-09-09 JP JP21608994A patent/JP3351119B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0884040A (ja) | 1996-03-26 |
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